【摘要】：膠接點焊是一種融合了電阻點焊與膠接各自優(yōu)點的薄板材料新型連接技術,其成形接頭具有優(yōu)良的動/靜態(tài)承載能力以及密封特性。本文以1.5 mm厚SUS304奧氏體不銹鋼板為試驗材料,開展了膠接點焊連接工藝以及構件疲勞性能試驗研究。1.開展膠接點焊連接工藝研究,借助于中頻逆變直流點焊機,通過正交試驗,在預壓時間70ms、焊接電流10.0kA、通電時間80ms、電極壓力12723.5N(供給壓力0.5MPa)、維持時間20ms工藝參數(shù)下,獲得抗拉強度較高的膠接點焊接頭。2.分別對點焊接頭與膠焊接頭,以及膠接接頭進行拉伸-剪切試驗,對比三種接頭的靜態(tài)失效載荷、失效位移及能量吸收能力。試驗結果表明:膠焊接頭的能量吸收均值是點焊接頭的0.22倍,是膠接接頭的20倍;結構膠的加入降低了點焊接頭的靜強度;而對于膠接點焊,結構膠中銅粉的加入有利于提升膠接點焊成形過程中膠層的導電性,進而提高了膠焊接頭的靜強度。3.在不同載荷水平下對點焊和膠焊接頭分別進行疲勞性能測試,獲得接頭的疲勞壽命。采用二參數(shù)Weibull分布驗證實驗數(shù)據的可靠性,并對數(shù)據進行擬合,獲得了接頭的載荷—壽命曲線;借助掃描電鏡對疲勞失效后的接頭進行失效與斷口分析。結果表明:在有限壽命內的同一載荷水平下,膠焊接頭的疲勞壽命高于點焊接頭。點焊接頭與膠焊接頭的裂紋源均出現(xiàn)在上板靠近內側的焊點邊緣的熱影響區(qū)附近,兩種接頭的失效模式均為紐扣斷裂失效。在長壽命與中壽命下,點焊接頭與膠焊接頭均出現(xiàn)了疲勞條帶;在短壽命下,膠焊接頭出現(xiàn)了疲勞條帶,而點焊接頭的斷口主要表現(xiàn)為韌窩特性。4.利用超聲波水浸聚焦入射法對點焊、膠接及膠焊接頭進行超聲波C掃描成像檢測,分析了不同焊接工藝參數(shù)下的C掃描圖像特征,并提取其對應的A掃描信號;基于C掃描圖像對熔核直徑進行了測量,并與熔核金相進行了比較。結果表明:超聲波C掃描圖像中可清晰反映出飛濺、焊穿等典型焊接缺陷的形狀及大小。基于C掃描圖像灰度分布特征并結合特征點的A掃描信號,點焊及膠焊接頭C掃圖像可劃分出:熱影響區(qū)、熔合區(qū)、熔核區(qū)。同時,通過分析C掃描圖像中過焊核中心的灰度值掃描線,確定出焊點熔核的邊緣,實現(xiàn)焊核的快速檢測,通過與金相分析結果對比,驗證了該檢測方法的準確性。
【圖文】：

檢測的可行性。逡逑（４）制備不同焊接工藝參數(shù)下的接頭，綜合運用超聲波Ａ掃描信號與Ｃ掃描逡逑圖像判斷連接過程中接頭產生的夾雜、焊接裂縫、過燒及飛濺等焊接缺陷，分析逡逑原因及優(yōu)化實驗方案。逡逑（５）分別對連接好的點焊接頭、膠接接頭及膠焊接頭進行靜力學實驗，獲得逡逑接頭的抗拉強度、失效位移及能量吸收值；對比點焊接頭與膠焊接頭、膠接接頭逡逑與膠焊接頭、固化前的膠焊接頭與固化后的膠焊接頭、加入銅粉的膠接接頭與未逡逑加入銅粉的膠接接頭的靜力學性能；并對失效后的接頭進行掃描電鏡實驗（ＳＥＭ），，逡逑獲得斷口處的形貌特征及失效機理。逡逑（６）對點焊接頭與膠焊接頭分別進行疲勞性能測試，采用二參數(shù)Ｗｅｉｂｕｌｌ分布逡逑來驗證實驗數(shù)據的可靠性，并運用三參數(shù)冪函數(shù)表達式對疲勞實驗獲得的數(shù)據進逡逑行擬合，獲得接頭的Ｆ－Ｎ曲線，分析膠層對點焊接頭疲勞特性的影響；對接頭的逡逑失效過程和失效模式進行探宄，以及對接頭的疲勞失效斷口進行ＳＥＭ分析。逡逑邐邋ｄ金相實驗ＩＨ熔核直徑ｈ

銹鋼基材性能測試逡逑的材料為１．５ｍｍ厚的ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼板，國標為０Ｃ標準要求與測試值如表２．１所示。逡逑表２．１邋ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼化學成分（質量分數(shù)／％）逡逑ｈｅｍｉｃａｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＳＵＳ３Ｑ４邋ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ邋ｓｔａｉｎｌｅｓｓ邋ｓｔｅｅｌ邋（ｍａｓｓ邋ｆｒａｃｔｉｏｎ／邐Ｓｉ邐Ｍｎ邐Ｐ邐Ｓ邐Ｃｒ邐Ｎｉ．0８邋彡邋１．００邋彡邋２．００邋彡０．０４５邐彡０．０３邋１８．０－２０．０邋８．０－１０８邐１．００邐２．００邐０．０５邐０．０３２邐１８．０邐８．０的材料幾何尺寸為１１０ｍｍＸ２０ｍｍ，沿軋制方向切割試樣，Ｂ／Ｔ２２８－２００２《金屬材料室溫拉伸試驗方法》，采用電液伺ｄｍａｒｋ邋１００型）對ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼板進行單向拉伸性。逡逑１１０逡逑
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG457.11;TG498

【參考文獻】

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本文編號：2545807